The hydrogen and
fuel cell center
ZBT GmbH

Projektergebnis: Portables PEM-Hybridbrennstoffzellensystem mit 3D-Druck-Gehäuse entwickelt

Wie lassen sich die Vorteile einer Powerbank und einer Brennstoffzelle in einem portablen System vereinen? Ein solches Hybridsystem haben Forschende am ZBT entwickelt.

Funktionsmuster des portablen PEM-Hybridbrennstoffzellensystems mit Elektrolyseur von Horizon

3D-gedruckte Bauteilgruppe während des Klebeprozesses unter einer UV-Licht-Lampe

Schematische Darstellung des portablen PEM-Hybridbrennstoffzellensystems

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In diesem Vorhaben wurden die Vorteile einer Powerbank auf reiner Akkumulator-Basis um die Vorteile der Brenn­stoff­zellen­technik ergänzt und zu einem portablen Hybridsystem zusammengeführt. Das entwicklungs­technische Ziel bestand dabei in der Realisierung eines Brenn­stoff­zellen­hybrid­systems als Funktions­muster, dessen Gehäuse­kompo­nenten erstmalig mit Hilfe der 3D-Druck-Technik abgebildet werden. Diese Technologie erlaubt nach dem heutigen Stand der Technik bereits die form­werk­zeug­lose Herstellung druckdichter Körper mit Temperatur­form­stabilitäten von über 100°C.


Als Plattform für künftige System­kompo­nentenent­wicklungen wurde eine hierauf angepasste Aufbau- und Verbindung­stechnik zur verlässlichen Fügung und Dichtung von Zellgehäusen, Wasser­stoff­verteilungen und weiteren System­kompo­nenten erarbeitet. Die Bereitstellung der Leistungs-, Steuerungs- und Regelelektronik für das Funktionsmuster wurde im Unterauftrag von fink-elektronics übernommen.


Gleichzeitig wurde vom ZBT eine neue Testumgebung für die Weiterwicklung von Mikro­brenn­stoff­zellen­system­kompo­nenten ausgelegt und aufgebaut. Mit dieser Anlage können kleine PEM-Brennstoffzellen, Mikro-Purge-Ventile, Akku­mulatoren, Wasser­stoff­speicher, Druckminderer sowie elektronische Komponenten für die Steuerungs- und Regelungstechnik individuell oder im Verbund untersucht und für die Systemtechnik optimiert werden.


Neben den ursprünglich anvisierten Applikations­möglich­keiten im Bereich der portablen Energie­versorgung werden die Vorhabens­ergebnisse vom ZBT künftig insbesondere in den Entwicklungs­zweigen der Materialentwicklung für die Brennstoffzellentechnik genutzt werden.


Projektinformationen:

  • Inno-Kom Förderkennzeichen 49VF190028
  • µPEMh-Brennstoffzellensystem
  • Laufzeit: 01.09.2019 - 28.02.2022
  • Schlussbericht

Abteilung Neue Materialien und Technologien